今日藥聞:Science:基因治療,不再遙遠!

今日藥聞:Science:基因治療,不再遙遠!

Derek Lowe今年7月19日在《science》發文《Gene edited monkeys offer heart disease patients》(基因編輯猴子為心臟病患者帶來希望)。

1、第一次,在成年猴子中使用基因編輯工具

研究人員第一次使用基因編輯工具在成年猴子大部分肝臟中進行了基因失活。這種方法降低了血液膽固醇水平,為心臟病提供了一種治療途徑。這項研究也為治療由有缺陷的、破壞性的蛋白質引起的某些遺傳疾病鋪平道路。

基因編輯靈長類動物並不是什麼新鮮事。中國使用著名的CRISPR DNA“魔剪”,在特定的位置剪輯DNA,在猴子胚胎中產生具有改良基因組的動物來研究疾病。更有爭議的是,那裡的研究人員已經用CRISPR修復了早期人類胚胎中的致病基因,儘管這些胚胎是不允許發育的。Sangamo治療是加利福尼亞里士滿的一家公司,他們採用了一種更古老的基因編輯工具-鋅指核酸酶,在HIV患者的一些細胞中敲除一種基因來幫助它們抵抗病毒。這種治療被稱為“在體轉移”,因為它涉及在體外編輯病人的血細胞,然後將細胞輸回到病人體內。

然而,醫生和研究人員夢想將CRISPR和其它基因組編輯直接導入患者體內,以糾正突變基因或以其它方式治療疾病。例如,Sangamo已經在開展一項小型臨床試驗,活體細胞導入核酸酶,它會引導新基因至肝病患者細胞的特定位置,被引進的新基因可以產生所需的蛋白質。

但是降低肝臟中的問題蛋白質的水平需要編輯器官的大部分細胞。長期從事基因治療的研究員詹姆斯·威爾遜和賓夕法尼亞大學的同事們希望靶向PCSK9,該基因編碼的蛋白質阻礙了去除血液中有害的低密度脂蛋白(LDL)膽固醇的過程;而高含量的LDL膽固醇會增加人患心臟病或中風的風險。許多公司開發了抑制PCSK9蛋白質和降低LDL膽固醇的藥物。

Wilson的實驗室正在使用看似無害,並廣泛應用於基因治療的腺相關病毒(AAV),將基因編輯工具導入細胞,這些被導入的工具在特定位置剪輯基因組並使細胞無法正確修復,從而破壞了該基因。當他的團隊使用腺相關病毒注射提供一種CRISPR的設計來切割PCSK9基因時,該方法在小鼠中獲得了成功,但在獼猴中沒有成功。因此,研究人員使用AAV導入了一種不同的基因編輯工具,稱為巨大核酸酶,由北卡羅萊納Durham的精準生物科學公司提供。

經過4個月,在六隻被治療的獼猴體內,多達64%的肝細胞PCSK9基因被敲除。相對於最高劑量水平,動物血液中PCSK9蛋白水平下降了84%,LDL膽固醇下降了60%。並且編輯過的細胞停止製造巨大核酸酶,雖然原因未知,但這是一件好事,因為殘留的酶會導致不必要的基因編輯。

巨大核酸酶的治療確實可以導致肝酶升高,表明存在免疫反應,這是意料之中的,因為這種分子來自藻類。Wilson說,哺乳動物會感知外源蛋白質。此外,巨大核酸酶也在PCSK9基因以外的位點進行切割,這有潛在可能會導致癌症。

儘管如此,Wilson認為:當患者不能耐受阻斷PCSK9蛋白的藥物時,這種改進的PCSK9基因編輯可以治療高膽固醇導致的心臟病。這種基因編輯工具對於一些代謝性疾病的治療也很有前途,比如由肝臟中基因產生的缺陷蛋白的累積,身體受損產生的澱粉樣變性等疾病。

“有趣的是,對膽固醇的影響在一年內可穩定下來,” Musunuru說,他在哈佛大學期間使用更有效但風險更高的病毒來運輸CRISPR系統來失活小鼠體內的PCSK9基因。

然而,Musunuru和其他人注意到Wilson的方法有競爭:Intellia Therapeutics,一家在馬薩諸塞州劍橋的公司,也是研究CRISPR系統的,最近宣佈它已經減少了高達80%的轉甲狀腺素蛋白水平。在猴子中,這是一種導致澱粉樣變病的蛋白質。該公司注射含RNA的納米顆粒,該RNA與CRISPR匹配,用於將編輯工具導入肝細胞中。劍橋麻省理工學院的分子遺傳學家Daniel Anderson在稱讚Wilson的研究“令人興奮”時,也指出納米顆粒比腺相關病毒有更多安全優勢。他說,“確定哪種方法可以應用於人類,現在還太早。”

猴子是和人類是最接近的,在猴子體內的基因編輯實驗,給心臟病患者帶來希望,基因治療,不再遙遠。


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